1 JONATHAN DIAZ ORTIZ

Transcripción

1 ENERGÍA Es la capacidad que se tiene para realizar un trabajo o una actividad cualquiera. Es decir toda acción que se desarrolla implica una transmisión o transformación de energía. E= mc 2 ESTADOS La energía se encuentra fundamentalmente en dos estados: CINÉTICA: Cuando está en movimiento. Ec = ½ m v 2 POTENCIAL: Se encuentra en reposo. Ep =mgh FORMAS DE ENERGÍA Núcleo en el que se encuentran protones, neutrones. Nube electrónica en la que se encuentran los electrones. Los protones tienen cargas eléctricas positivas Los neutrones carecen de carga eléctrica Los electrones tienen cargas eléctricas negativas. Si a través de un medio exterior se crea el desequilibrio electrónico (fricción, temperatura, presión, movimiento (vertical, Horizontal, circular) etc.), la materia puede ser positiva al perder electrones o puede ser negativa al ganar electrones. Al ganar electrones o perder electrones, la materia deja de llamarse átomo y se le denomina ION, si pierde electrones ION +, si gana electrones ION-. Si hay un desprendimiento entre electrones, entre átomo y átomo, y como la materia trata de mantener el estado inicial, quien recibe un electrón trata de entregárselo al otro siguiente y quien entrega un electrón trata de quitárselo al otro, presentándose un movimiento continuo de electrones, a esto se le denomina corriente eléctrica CORRIENTE ELÉCTRICA VOLTAJE O DIFERENCIA DE POTENCIAL Fuerza o presión ejercida para que se dé el movimiento continúo de electrones a través de un circuito cerrado Aunque la energía es una sola, se presenta de varias formas, algunas de las cuales son: Lumínica Magnética Calórica Mecánica Radiante Eléctrica Sonora Nuclear Atómica Hidráulica Solar Acústica Transformación de la energía La materia como tal contiene igual número de protones, neutrones, electrones y carecen de carga eléctrica. Movimiento continúo de electrones en un circuito cerrado Unidad de medida el Amperio La representamos con la letra I Lo abreviamos con las letras Amp Lo medimos con un Amperímetro La conectamos en serie con el circuito Unidad de medida el voltio La representamos con las letras U, E, Fem. Lo abreviamos con las letras V Lo medimos con un voltímetro La conectamos en paralelo con el circuito La energía hidráulica se transforma en mecánica, ésta a su vez se transforma en eléctrica, posteriormente se puede transformar en mecánica o lumínica y por ultimo en calórica MATERIA Denominamos materia a todo aquello que ocupa un lugar en el espacio que podemos percibir con nuestros sentidos, es decir, todo lo que podemos ver, oler, tocar, oír o saborear es materia. Toda la materia está formada por átomos que son la mínima parte. Partes que conforman el átomo RESISTENCIA Es la oposición al flujo continuo de electrones o circulación de la corriente en un circuito cerrado Unidad de medida el Ohmio La representamos con las letras R 1

2 Lo abreviamos con la letra griega Ω (Omega) Lo medimos con un óhmetro La conectamos en paralelo con el circuito estando desconectado POTENCIA ELECTRICA Es la capacidad que posee un elemento para realizar un trabajo en vatios en un tiempo determinado Unidad de medida el Vatio La representamos con las letras P Lo abreviamos con la letra w Lo medimos con un vatímetro La conectamos en serie-paralelo con el circuito La corriente eléctrica es un flujo ordenado de electrones que atraviesa un material. Algunos materiales como los "conductores" tienen electrones libres que pasan con facilidad de un átomo a otro. Estos electrones libres, si se mueven en una misma dirección conforme saltan de un átomo a átomo, se vuelven en su conjunto, una corriente eléctrica. Para lograr que este movimiento de electrones se dé en un sentido o dirección, es necesaria una fuente de energía externa. Cuando se ubica un material eléctricamente neutro entre dos cuerpos cargados con diferente potencial (tienen diferente carga), los electrones se moverán desde el cuerpo con potencial más negativo hacia el cuerpo con potencia más positivo CONDUCTORES Se aplica este concepto a los cuerpos capaces de conducir o transmitir la electricidad Los conductores son materiales, en forma de hilo sólido o cable a través de los cuales se desplaza con facilidad la corriente eléctrica Los conductores empleados normalmente son de cobre (los hay también en aluminio). Principales características: Deben tener muy buena resistencia eléctrica, Deben ser mecánicamente fuertes y flexibles, Deben llevar un aislamiento adecuado al uso que se les va a dar Alambres: conductores que están formados por un hilo sólido. Cables: conductores fabricados con varios alambres o hilos más delgados, con la finalidad de darle mayor flexibilidad. Cable paralelo o dúplex: conductores aislados individualmente y se encuentran unidos solo por sus aislamientos, o bien se encuentran los conductores trenzados. Cable encauchetado: conductores de dos o mas cables independientes y conveniente mente aislados, vienen recubiertos a su vez, por otro aislante común. SEMICONDUCTOR Un semiconductor es una sustancia que se comporta como conductor o como aislante dependiendo del campo eléctrico en el que se encuentre. AISLANTE Se denomina aislante eléctrico al material: con escasa conductividad eléctrica, utilizado para evitar cortocircuitos. Elemento utilizado en las redes de distribución eléctrica para fijar los conductores a sus soportes sin que haya contacto eléctrico. tiene una resistencia teóricamente infinita Los más frecuentemente utilizados son los materiales plásticos y las cerámicas. Algunos materiales, como el aire o el agua, son aislantes bajo ciertas condiciones pero no para otras. El aire, por ejemplo, aislante a temperatura ambiente y bajo condiciones de frecuencia de la señal y potencia relativamente bajas, puede convertirse en conductor. CIRCUITOS ELÉCTRICOS Circuitos eléctricos elementales: Los elementos mínimos que constituyen un circuito eléctrico, son: una fuente de tensión, conductores eléctricos, y una carga. Circuito abierto: ocurre cuando en el circuito se presenta alguna interrupción, por ejemplo al abrir un interruptor. En un circuito abierto hay diferencia de potencial, pero la corriente es nula. Circuito cerrado: Si no hay interrupción en el circuito. La corriente depende de los elementos. En un circuito cerrado hay diferencia de potencial y corriente. ELECTRICIDAD La electricidad es un fenómeno físico originado por cargas eléctricas estáticas o en movimiento y por su interacción. Cuando una carga se encuentra en reposo produce fuerzas sobre otras situadas en su entorno. Si la carga se desplaza produce también fuerzas magnéticas. Hay dos tipos de cargas eléctricas, llamadas positivas y negativas. Las cargas de igual nombre se repelen y las de distinto nombre se atraen FORMAS DE ENERGÍA DE ACUERDO CON EL COMPORTAMIENTO CORRIENTE CONTINUA (CC), La corriente continua no cambia su magnitud ni su dirección con el tiempo es por ello que no tiene frecuencia de trabajo, arranca de un valor mínimo hasta alcanzar su máximo y así permanece hasta que se desconecta el circuito va del terminal negativo al terminal positivo a + (que es un desprendimiento de electrones), y su generación se logra a través de procesos químicos No es equivocación, la corriente sale del terminal negativo y termina en el positivo. Lo que sucede es, que es un flujo de electrones que tienen carga negativa. 2

3 Principio de generación de CC Se toman dos electrodos uno cargado muy negativamente y otro cargado muy positivamente CORRIENTE ALTERNA La diferencia de la corriente alterna con la corriente continua, es que la continua circula sólo en un sentido. La corriente alterna (como su nombre lo indica) circula durante un tiempo en un sentido y después en sentido opuesto, volviéndose a repetir el mismo proceso en forma constante. No tiene polaridad, al positivo se le llama fase o línea y el negativo se le denomina neutro, varia constantemente de valor así: arranca de cero alcanza un valor máximo positivo, regresa a cero, alcanza su valor máximo negativo y vuelve a cero completando así un ciclo y esto lo repite en nuestro caso 60 veces por segundo y se le llama frecuencia, Frecuencia: es repetición de una acción en un tiempo determinado, su unidad de medida es el Hertz o ciclos por segundo. El siguiente gráfico aclara el concepto: En este caso el gráfico muestra el voltaje (que es también alterno) y tenemos que la magnitud de éste varía primero hacia arriba y luego hacia abajo (de la misma forma en que se comporta la corriente) y nos da una forma de onda llamada: onda senoidal. Se ve que la onda senoidal es periódica (se repite la misma forma de onda continuamente) Si se toma un período de ésta (un ciclo completo), se dice que tiene una distancia angular de 360 o. Este tipo de corriente es la que nos llega a nuestras casas y la usamos para alimentar la TV, el equipo de sonido, la lavadora, la refrigeradora, etc. Principio de generación de AC Si desplazamos un imán a lo largo de un conductor se presenta entre las terminales de este una diferencia de potencial, lo mismo ocurre si dejamos quieto al imán y a quien desplazamos es al conductor. Para que halle generación de AC se precisa de campo magnético, bobina o conductor, movimiento relativo. INDUCCIÓN Fenómeno en el que un cuerpo energizado, transmite por medio de su campo eléctrico o magnético, energía a otro cuerpo, a pesar de estar separados por un dieléctrico CORTOCIRCUITO: fenómeno eléctrico ocasionado por una unión accidental o intencional de muy baja resistencia entre dos o más puntos de diferente potencial (voltaje) de un mismo circuito CORRIENTE DE CONTACTO: corriente que circula a través del cuerpo humano, cuando está sometido a una tensión. LEY DE OHM GEORG SIMON OHM ( ) Físico y matemático alemán. Descubrió una de las leyes fundamentales de los circuitos de corriente eléctrica, conocida como Ley de Ohm. Postulado general de la Ley de Ohm El flujo de corriente en amper que circula por un circuito eléctrico cerrado, es directamente proporcional a la tensión o voltaje aplicado, e inversamente proporcional a la resistencia en ohm de la carga que tiene conectada. Otra sería Es la relación existente entre las magnitudes voltaje, intensidad de corriente y resistencia en todo circuito. En todo circuito eléctrico el voltaje es igual al producto de la intensidad por la resistencia V = I x R I = V / R R = V / I Para recordar las tres expresiones de la Ley de Ohm se utiliza el siguiente triángulo que tiene mucha similitud con las fórmulas analizadas anteriormente. Triángulo de la ley de Ohm En todo circuito eléctrico la intensidad de la corriente es directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia. LEY DE WATT Es la relación existente entre las magnitudes: potencia en vatios, voltaje, e intensidad de corriente en todo circuito. En todo circuito eléctrico la potencia es igual al producto de la intensidad por el voltaje P = I x V I = P / V V = P / I Para recordar las tres expresiones de la Ley de Watt se utiliza el siguiente triángulo que tiene mucha similitud con las fórmulas analizadas anteriormente. Triángulo de la ley de Watt 3

4 Cuando a un elemento se le aplica la mitad del voltaje para el cual fue diseñado, nos entrega el 25% de su potencia. FORMULAS AUXILIARES Es la mezcla de la ley de ohm y la ley de wat Reemplazando V en la ley de watt P= V*I DE DONDE P = (I*R) *I P = I 2 *R R= P/ I 2 I 2 = P/R CIRCUITOS PARALELO Es todo elemento que está conectado en forma independiente, eso implica que si uno de ellos se daña o deja de funcionar los demás continúan trabajando Se define un circuito paralelo como aquel circuito en el que la corriente eléctrica se bifurca en cada nodo. Su característica más importante es el hecho de que el voltaje en cada elemento del circuito es el mismo. Reemplazando I en ley de watt P= V* I DE DONDE P = V *(V/R) P = V 2 /R R = V 2 / P V 2 = P*R CIRCUITO SERIE Son dos o más elementos interconectados, de tal manera que el final del primero es el principio del segundo y así sucesivamente, esto implica que si un elemento deja de funcionar los demás también. Además se define como aquel circuito en el que la corriente eléctrica solo tiene un camino para llegar al punto de partida, sin importar los elementos intermedios. En el caso concreto de solo arreglos de resistencias la corriente eléctrica es la misma en todos los puntos del circuito En todo circuito serie la intensidad de la corriente no varía es igual en cualquier parte del circuito I 0=I 1=I 2=I n En todo circuito serie el voltaje total es la suma de los voltajes parciales V 0=V 1+V 2+V n En todo circuito serie la resistencia total es la suma de las resistencia parciales R 0=R 1+R 2+R n El circuito serie también se llama divisor de voltaje En todo circuito paralelo la intensidad de la corriente varia en todo el circuito I 0=I 1+I 2+I n En todo circuito paralelo el voltaje total no varía en ninguna parte del circuito V 0=V 1=V 2=V n CIRCUITO MIXTO: Es una combinación de elementos tanto en serie como en paralelos. Para la solución de estos problemas se trata de resolver primero todos los elementos que se encuentran en más alejados de la fuente bien sea en serie y en paralelo para finalmente reducir a la un circuito puro, En todo circuito paralelo el inverso multiplicativo de la resistencia es igual a la suma aritmética de los inversos multiplicativos de las resistencias parciales 1/R 0=1/R 1+1/R 2+1/R n El circuito paralelo también se llama divisor de corriente EL MULTIMETRO El multímetro es también conocido como VOM (Voltios, Ohmios, Miliamperímetro), aunque en la actualidad hay multímetros con capacidad de medir muchas otras 4

5 magnitudes. (capacitancia, frecuencia, temperatura, etc.). Hay dos tipos de multímetros: los analógicos y los digitales. Los multímetros analógicos son fáciles de identificar por una aguja que al moverse sobre una escala indica del valor de la magnitud medida Toda instalación eléctrica se le debe instalar línea o descarga a tierra. DESCARGA A TIERRA Consiste en una varilla de cobre de 5/8 de pulgada de diámetro x 1.8 m de longitud, es su defecto se utiliza una varilla de hierro forrada en cobre, también llamada varilla coper-well, su función es reemplazar el neutro en caso de que este falle. Va conectada a través de un conductor del mismo calibre del neutro. Verificación de una buena descarga a tierra. Multímetro analógico Los multímetros digitales se identifican principalmente por un panel numérico para leer los valores medidos, la ausencia de la escala que es común en los analógicos. Lo que si tienen es un selector de función y un selector de escala (algunos no tienenselector de escala pues el VOM la determina automáticamente). Algunos tienen en un solo selector central. El selector de funciones sirve para escoger el tipo de medida que se realizará. Ejemplo: Voltaje A.C. (ACV) Voltaje en corriente alterna (en voltios) Voltaje DC (DCV) Voltaje en corriente directa (en voltios) Corriente AC (AC-mA) Corriente alterna (en miliamperios Corriente DC (DC-mA) Corriente directa (en miliamperios Resistencia (Ω) Resistencia (en ohmios / ohm Medidas con multimetro análogo y digital INSTALACIONES ELECTRICAS ACOMETIDA Es la parte de la instalación que va desde las redes de distribución de la empresa, hasta el tablero de distribución (caja de breaker), el calibre mínimo aceptado por las empresas es 2 numero N 8 para las fases y numero N 10 para el neutro. REQUISITOS Si el tablero de distribución o caja de breaker está situado a más de metro y medio del contador se precisa instalar protección para la acometida. Todos los elementos con capacidad de 1000w en adelante se les deben instalar protección independiente. Después de clavar la varilla procedemos a verificar su eficacia así: Con la ayuda de un óhmetro colocamos una de la puntas al neutro y la otra a la varilla copperwell, si nos marca una resistencia hasta 5 Ω o menor, la descarga esta buena. Con la ayuda de un voltímetro, el voltaje entre la fase y la línea a tierra, debe ser igual que entre fase y neutro. Con la ayuda de un bombillo bueno conectamos la bombilla entre la varilla y una fase y si la potencia del bombillo es buena la descarga es correcta. Si no tenemos una buena descarga a tierra tenemos que adecuar el terreno así: Se abre un hueco de la longitud de la varilla y procedemos Introducimos la varilla se cubre con una capa de 30 cm. de pentonita, otra de 30 cm. de carbón, otros 30 cm. de tierra y se repite lo mismo hasta cubrir la varilla. La máxima cantidad de elementos a instalar por circuito deben ser 10 (potencia equivalente 1000W) Si después de hacer esto no sirve hay que ubicar varias varillas interconectadas entre sí. Todos los tomas deben alambrarse en calibre numero N 12 El calibre mínimo admitido en instalaciones por tubería es el numero N 14 En toda instalación eléctrica lo primero que se conecta es el neutro y en caso de que se esté desconectando lo último que se desconecta de el neutro 5

6 JAMAS Y POR NINGUNA CIRCUNSTANCIA SE DEBE DE INTERRUMPIR EL NEUTRO LAS "5 REGLAS DE ORO" PARA TRABAJAR EN INSTALACIONES ELÉCTRICAS SIN TENSIÓN 1ª 2ª 3ª Abrir todas las fuentes de tensión. Enclavamiento o bloqueo, si es posible, de los aparatos de corte Comprobación de la ausencia de tensión. TIPO DE INSTALACIÓN BAJA TENSIÓN V menor que 1000 o igual que 1000V, si es posible ALTA TENSIÓN V mayor que 1000 V, si es posible 4ª 5ª Puesta a tierra y en cortocircuito Señalización y delimitación de la zona de trabajo. RECOMENDACIONES Recomendable Recomendable Como en toda actividad, en el trabajo eléctrico, recalcamos que debemos de tener precauciones y reducir los riesgos a cero "0". Cuando la electricidad se maneja inteligentemente, es segura. Para que una persona pueda considerarse un electricista competente, debe de aplicar algunas regla: 1.- Se debe de usar ropa adecuada para este trabajo. 2.- NO usar en el cuerpo piezas de metal, ejemplo, cadenas, relojes, anillos, etc. ya que podrían ocasionar un corto circuito. 3.- Cuando se trabaja cerca de partes con corriente o maquinaria, usar ropa ajustada y zapatos antideslizantes. 4.- De preferencia, trabajar sin energía. 5.- Al trabajar en líneas de alta tensión, aunque se haya desconectado el circuito, se debe de conectar (el electricista) a tierra con un buen conductor 6.- Es conveniente trabajar con guantes adecuados cuando se trabaja cerca de líneas de alto voltaje y proteger los cables con un material aislante. 7.- Si no se tiene la seguridad del voltaje, o si esta desactivado, no correr riesgos. 8.- Deberán abrirse los interruptores completamente, no a la mitad y no cerrarlos hasta estar seguro de las condiciones del circuito. 9.- Si se desconoce el circuito o si es una conexión complicada, familiarizarse primero y que todo este correcto. Hacer un diagrama del circuito y estudiarlo detenidamente, si hay otra persona, pedirle que verifique las conexiones o bien el diagrama Hacer uso de herramientas adecuadas (barras aisladoras) para el manejo de interruptores de alta potencia. DE SER POSIBLE OPERAR EL CIRCUITO CON UNA SOLA MANO. 6

7 palabras, la separación de aislamiento debe de hacerse de la forma que se le saca punta a un lápiz. Toda vez que se ha retirado el aislamiento, se debe de limpiar el metal, con la misma navaja hasta que quede brilloso, con esto se establece un buen contacto entre los conductores, si el alambre fuera estañado, no es necesario rasparlo. UNION WESTERN UNION: Se usa para unir dos conductores para formar uno de mayor longitud (ver ilustración al inicio de la página) UNION COLA DE RATA: Cuando los conductores no van a recibir demasiada tensión y por lo mismo las uniones no van a resistir ninguna fuerza, por ejemplo, para unir los alambres dentro de las cajas para tubo o conducto, es aquí donde se usa este tipo de unión, no es conveniente cuando va a soportar peso. Cuando se hace esta unión se debe de quitar unos 8 cm. de aislamiento y cruzarlos y luego torciéndolos como se indica en la figura abajo. UNION DE TRES ALAMBRES: Este tipo de unión no deberá soportar tensión. UNION PARA LAMPARA: Este tipo de unión se ilustra en la figura abajo. Esta conexión se usa en accesorios que se instalaran permanentemente, los alambres utilizados generalmente son del No. 14 en la línea y No. 16 ó 18 en los accesorios UNION DE TOMA: Este amarre generalmente se usa para unir un conductor a otro que lleve corriente, también se le llama unión de derivación UNION DE TOMA DOBLE: Este tipo de unión también la puedes ver en figura abajo. UNION ENROLLADA: A esta unión también se le llama "unión británica", se utiliza para unir alambres del calibre 8 o más gruesos. AMARRES DE ENROLLADO MULTIPLE: Este se utiliza para cables. Toda vez que se han efectuado las uniones, se procede a aislarlas con cinta adhesiva de tal forma que no queden partes del alambre expuestas. EMPALMES COMO SE QUITA EL AISLAMIENTO: HERRAMIENTAS QUE SE DEBEN DE USAR: 1.- Cortador pela cable 2- Alicates de electricista 3- Cuchillo de electricista Una buena unión se inicia con el retiro del aislamiento de los extremos de los conductores a unirse. Debe de hacerse de forma diagonal y no a escuadra con respecto al conductor, porque podría hacerse incisiones en este y como resultado debilitarlo y romperse, si se hace un corte profundo en el conductor la resistencia del mismo será más alta al paso de la corriente. En otras. CALIBRES DE CONDUCTORES Todos los conductores están diseñados para que soporten una determinada cantidad de corriente y por lo tanto deban protegerse con un corta circuito o breaker apropiado. Conductor Corriente Breaker